串联型PI和并联型PI调节器的比较

导读：对于电机控制，PI调节器是其重要的环节之一。PI调节器的种类和对应的PI参数整定的方法是学习电机控制的必要内容。本期文章主要介绍串联型PI和并联型PI，并对PI参数的整定做一个简单的介绍。

一、PI调节器的种类

图1-1 并联型PI调节器

图1-2 串联型PI调节器

现在大多数的参考文献中的PI调节器都属于并联型PI调节器，而TI在InstaSPIN-FOC里推崇使用串联型PI调节器。这两种PI调节器并没有什么特别的不同，就看个人习惯选择哪一种。

二、PI调节器的参数整定（以电流内环PI为例）

两种PI调节器的参数整定方法的思路都是基于零极点对消的原理，差别就是在整定的过程中有些差别，接下来分别介绍两种PI调节器的参数整定。

2.1 并联型PI调节器

图2-1 PI电流环控制结构框图

2.2 串联型PI调节器

三、仿真验证

仿真工况：仿真时间1秒，0.5秒之前空载，0.5秒之后满载；0.7秒之前正转，0.7秒之后反转；采样频率5KHz。

图3-1 仿真波形变化情况（并联型PI调节器，±150r/min）

图3-2 仿真波形变化情况（串联型PI调节器，±150r/min）

图3-3 仿真波形变化情况（并联型PI调节器，±1500r/min）

图3-4 仿真波形变化情况（串联型PI调节器，±1500r/min）

从图3-1到3-4比较可知，与并联型PI调节器相比，串联型PI调节器的超调量很小（速度环），且动态过程时间短，稳态过程的纹波也相对较小。综合可知，代入串联型PI调节器的控制系统的控制性能更好。

四、总结

之前都是习惯采用并联型PI调节器进行PI参数整定带入到控制系统中，低速区域的实际转速的超调量比较大。就个人比较而言，串联型的PI调节器更好用一些。后面再加入磁链环，形成双闭环，效果相对而言也更好一些。